TU Graz тестирует устойчивый гибридный суперконденсатор

Гибридные суперконденсаторы сочетают в себе преимущества конденсаторов и батарей. Технологический университет Граца совершил прорыв в этой области.

Исследователи TU Graz (Технологического университета Граца) исследовали новый, перспективный вариант гибридного суперконденсатора. Он способен хранить большое количество энергии и, таким образом, сочетает в себе преимущества батареи и конденсатора. Гибридный суперконденсатор можно использовать как недорогой стационарный накопитель энергии.

Гибридный суперконденсатор TU Graz

Суперконденсаторы можно заряжать с молниеносной скоростью, но они еще не могут накапливать столько энергии, сколько современные литий-ионные батареи. Гибридные суперконденсаторы отличаются друг от друга; они сочетают в себе лучшее из обоих миров: Они могут заряжаться так же быстро, как конденсаторы, и накапливать почти столько же энергии, сколько и батареи. Кроме того, суперконденсатор выдерживает около миллиона циклов зарядки, в то время как литий-ионные батареи на сегодняшний день выдерживают всего несколько тысяч.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

В настоящее время ученые Технологического университета Граца исследовали особенно устойчивый вариант гибридного суперконденсатора. Он имеет положительный аккумуляторный Электролит - это водный йодид натрия (NaI), т.е. соленая вода. "Это делает эту систему особенно экологичной, экономичной, негорючей и легко утилизируемой", - объясняет Кристиан Прехал, первый автор исследования. Исследователи сообщили о результатах в научном журнале "Nature Communications".

Там они описывают, как работает накопление энергии в этом гибридном суперконденсаторе. Используя малоугловое рентгеновское рассеяние и рамановскую спектроскопию, они смогли показать, что твердые наночастицы йода образуются в углеродных нанопорах электрода батареи во время зарядки. Они снова растворяются во время разряда. Этот вывод имеет далеко идущие последствия, сообщают исследователи. Это противоречит ранее предполагаемому механизму реакции и обеспечивает гораздо более высокую плотность энергии.

"Только благодаря небольшим размерам нанопор менее 1 нанометра - т.е. 1 миллионной доли миллиметра - твердый йод остается стабильным. Степень заполнения твердым йодом определяет, сколько энергии может накапливаться в электроде. Таким образом, накопительная емкость йод-углеродных электродов может достигать невостребованных величин, сохраняя всю химическую энергию в твердых частицах йода", - объясняет Кристиан Прехал.

Эти результаты теперь открывают путь к гибридным суперконденсаторам или электродам батарей с гораздо более высокой плотностью энергии и чрезвычайно быстрым процессом зарядки и разрядки, заявили в TU Graz. Благодаря целенаправленным усовершенствованиям они могут стать невоспламеняющейся, экономичной и устойчивой альтернативой современным стационарным системам хранения энергии на основе литий-ионных батарей. По их словам, это может быть привлекательным вариантом, особенно для солнечной энергии, вырабатываемой в частных домохозяйствах.

Исследователи также сообщают об еще одном прорыве: они использовали рамановскую спектроскопию, которая использует взаимодействие света с веществом, чтобы получить представление о структуре или свойствах материала. Рентгеновское рассеяние на малые углы (SAXS; малоугловое рентгеновское рассеяние) также делает видимыми структурные изменения во время электрохимических реакций. Эти два метода были использованы  вживую во время зарядки и разрядки в специально разработанной электрохимической ячейке, и впервые на гибридном суперконденсаторе с водным электролитом NaI. Этот новый метод исследований в будущем может быть широко использован в области хранения электрохимической энергии. опубликовано econet.ru по материалам uk.motor1.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet